I saponi sono sali solubili di acidi grassi quali l’acido oleico, l’acido stearico, l’acido palmitico, l’acido laurico e l’acido miristico. I saponi sono caratterizzati da una parte idrofoba costituita da una lunga catena carboniosa e da una parte idrofila costituita dal gruppo funzionale dell’acido carbossilico. Le soluzioni acquose di sapone si comportano come dispersioni colloidali a carattere micellare e sono dotate di reazione alcalina in seguito al grado di idrolisi del sapone nell’acqua.
I saponi abbassano la tensione superficiale dell’acqua favorendo la stabilità e la formazione della schiuma. L’azione detergente è dovuta a diversi fattori tra cui l’attività capillare della soluzione acquosa che imbeve il tessuto staccandone lo sporco che viene allontanato dalla schiuma.
Saponificazione
La reazione chimica fondamentale nella preparazione dei saponi è la saponificazione:
La saponificazione dei grassi avviene secondo varie tecniche:
Procedimento per ebollizione su sottolisciva
È caratterizzato dal fatto che il sapone, formatosi alla temperatura di ebollizione tra il grasso e la soda caustica, si separa dall’acqua alcalina e salina abbandonando a questa il glicerolo.
La tecnica preparatoria consiste nel far affluire contemporaneamente nella caldaia il grasso fuso e la lisciva alcalina. Il grasso fuso contiene sempre oli vegetali per favorire l’emulsione rapida e la concentrazione della lisciva è in funzione degli oli presenti.
Il riscaldamento avviene con immissione di vapore diretto che, rimescolando bene la massa facilita l’emulsione e l’omogeneizzazione dell’impasto. Segue la fase di saponificazione rapida con trasformazione della massa che da torbida diventa limpida con diminuzione dell’alcalinità.
Dopo alcune ore di ebollizione la saponificazione è completata. Si procede alla salatura con soluzione concentrata di NaCl per procedere alla separazione del sapone dalla glicerina, dalla lisciva e dalle impurezze. Il sapone si prepara coagulandosi in fiocchi galleggianti sulla lisciva: per facilitare questa preparazione si procede alla fase di cottura con vapore indiretto che dura diverse ore concentrando la lisciva. Il prodotto, dopo correzione con olio di cocco per neutralizzare l’alcalinità in eccesso viene versato a 65°C sui telai dove si raffredda
Procedimento per impasto
È caratterizzato dal fatto che la reazione tra una molecola omogenea di grasso e alcali avviene senza separazione di strati e quindi il sapone formatosi trattiene tutti i costituenti della reazione ovvero acqua, glicerina e alcali. I grassi fusi vengono miscelati con una soluzione di alcali sino a completa omogeneità in caldaie munite di agitatore. La miscela emulsionata è versata in telai dove, per la saponificazione la temperatura raggiunge i 70°C e dopo riposo di 8 ore la reazione è completata. Il sapone è poi raffreddato, tagliato ed essiccato. Il prodotto può essere caricato con cloruro di sodio, carbonato di potassio o silicato di sodio che danno consistenza al sapone aumentandone il potere schiumogeno.
– Preparazione continua del sapone: procedimento Clayton. La saponificazione diretta del grasso è effettuata in brevissimo tempo.
Fasi
L’operazione avviene in diverse fasi:
1) Presaponificazione. L’olio preriscaldato a 135°C e la soluzione di soda caustica vengono miscelati in un miscelatore a serpentina dove avviene la presaponificazione
2) zona di reazione. La zona di reazione si distingue in zona a media temperatura (210°C; 3.5 atm) e zona ad alta temperatura (215°C; 17.5 atm). Dalla zona di reazione la miscela esce completamente saponificata.
3) Separazione delle parti volatili. Avviene in una caldaia di nichel riscaldata esternamente da olio operante con leggera depressione ( 734 mm Hg) per cui le sostanze volatili, contenute nella miscela acqua-glicerina evaporano e si allontanano in testa passando ai condensatori.
4) Separazione e raffreddamento del sapone. Il sapone liquido si raccoglie al fondo della caldaia dove èconvogliato dalle pale dell’agitatore in trasportatori dove si raffredda.
5) Separazione della glicerina. I vapori provenienti dalla caldaia sotto vuoto passano in una serie di tre condensatori verticali dove ha luogo una condensazione frazionata
6) Finitura del sapone. Il sapone, proveniente dal trasportatore è sminuzzato e poi trafilato attraverso una filiera operante a 93°C. il sapone sminuzzato cade in un miscelatore a tre cilindri raffreddati internamente ad acqua dove è raffreddato e caricato con additivi. Il sapone così ottenuto è anidro e con bassi tenori di glicerina.